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1、典型控制系统的设计淦亚锋淦亚锋 11222085 11222085机电机电111011101.系统分析系统分析（1）常见的液位自动控制原理图（以浮球杠杆式为例）（2）系统方框图（3）数学模型分析2.校正分析校正分析（1）微分环节校正（2）比例微分环节校正（3）总结目 录1.系统分析（1）常见的液位自动控制原理图（以浮球杠杆式为例）减速器微分电路控制阀电动机浮子水箱电位计系统方框图系统方框图给定液位实际液位（3）数学模型分析1）浮球杠杆测量液位的原理：式中U。为电位计的输出电压，U总 为电位计两端的总电势，b/a为杠杆的长度比，*h为高度的变化，l为电位计电阻丝的中点位置到电阻丝边缘的长度。拉氏
2、变换式中a=6cm，b=2cm，U总=60V，l=2.5cm故传递函数其中K1=22 2）电动机传递函数）电动机传递函数其中，其中，比例环节，增益为减速器的减速比i=1/5。在这个系统中，当电动机的输入电压为056V时，电动机输出的转速为025r/min，经过减速器后输出的转速为05r/min。传递函数：3）减速器传递函数4)控制阀传递函数积分环节，系统中，控制阀连接流入口的水管为方形管，尺寸为宽16cmX高15cm，流入速度，流出速度。输入量为减小后的转速n，控制阀每转一圈，进水口的开度改变量为1cm，输出量为流入量，则与n的原理式如下拉氏变换后4)控制阀传递函数故传递函数为其中5）水箱传递
3、函数 这是一个积分环节，实际液位Y是流入量与流出量的差值对时间t的积分。式中，是水箱的横截面积，50cmX50cm=2500 拉氏变换后，故，传递函数为 式中K6=2500系统开环传递函数：系统闭环传递函数：稳定性分析 根据劳斯判据容易判定，闭环传递函数s项系数为零，系统显然不稳定。2、校正分析（1）微分环节校正）微分环节校正传递函数为其中K2=1（1）微分环节校正故校正后的闭环传递函数为1）时域分析上升时间tr=0.8000s峰值时间tp=1.4000s调节时间ts=15.6500s超调量post=70.19%(2)比例微分环节（PD）校正取t=0.1时，画出根轨迹图：增加后的开环传递函数为：取Kp=100，系统开环传递函数为闭环传递函数为：时域分析：上升时间tr=0.3000s峰值时间tp=0.2000s调节时间ts=0.3000s超调量post=11.5840%频域分析奈氏图bode图（3）总结由校正后的奈氏图、bode图以及时域分析可知，系统基本趋于稳定，因此可认为满足需求。通过专题学习，加深了对本课程知识的理解，提高了自主学习的能力。谢谢！